「Science」蛋白质或将成为癌症治疗的新突破口

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作者：Liz Zee

导读：加州大学旧金山分校和圣地亚哥分校的研究人员已经绘制出了两种癌症的数百种突变是如何影响蛋白质活动的，而蛋白质是导致癌症的最终因素。这项工作为确定新的精准疗法指明了方向，这种疗法可能会避免目前许多化疗常见的副作用。

加州大学旧金山分校定量生物科学研究所的主任Nevan Krogan说，“这是一个全新的癌症研究方法，”他是资深作者之一，与加州大学圣地亚哥分校医学院教授Trey Ideker一起于昨日在《Science》期刊上发表了三篇相关论文。“我们意识到，我们需要另一种方法来研究癌症，而不仅仅是利用DNA来研究。”

Krogan和Ideker将研究对象转向了蛋白质，蛋白质在人体中执行绝大多数的功能，其种类远远超过基因，为研究癌症提供了更广阔的视角。

Ideker说：“我们正在将有关癌症的讨论从单个基因上升到蛋白质，这让我们能够了解患者身上的不同突变如何对蛋白质功能产生相同的影响，”他指出这项工作展示了新技术的能力——以更精确的方式解释突变的影响。“我们已经制作了第一张通过蛋白质之间的相互作用来观察癌症的图。”

绘制这些图的活动，被称为癌细胞地图倡议(CCMI)，正在以巨大的规模揭示这种疾病背后的遗传模式和组织原则，以及潜在的新疗法。研究小组的新研究详细描述了这种疗法，并强调了它应用于乳腺癌和头颈癌时的发现。

我们的基因包含制造蛋白质的指令。然后与其他蛋白质相互作用，几乎总是在称为复合物的大群体中。这些蛋白质复合物通常调节活动或打开/关闭功能。如果基因发生突变，由此产生的蛋白质复合物也会发生突变。

这些基因突变会影响由此产生的蛋白质复合物的工作。例如，两种蛋白质之间的特定相互作用可能对于修复受损的DNA至关重要。如果其中一种蛋白质的突变版本的形状与正常蛋白质不同，它可能无法与其他蛋白质正确地相互作用，DNA可能会无法修复，从而导致癌症。

Ideker说，目前，医生们将少数突变基因视为生物标志物（即可量化的指标，比如表示身体状况的特定分子的存在）来帮助他们确定某种癌症药物是否会对患者有益。他说：“问题是，我们只发现了少数基因，可以用这种方式来帮助指导FDA批准的药物的处方。我们的研究提供了一个新的生物标志物定义，不是基于单个基因或蛋白质，而是基于大型的多蛋白质复合物。”

Krogan说，有一部分基因通常在癌症中发生突变，这些基因中的每一个都可以以数百种不同的方式发生突变。此外，特定蛋白质在不同类型的细胞中可能具有不同的功能，因此乳腺癌细胞中的突变对蛋白质复合物的影响可能与喉部细胞中相同突变的影响不同。

CCMI的目标是绘制由大约60个通常与乳腺癌或头颈癌相关的基因形成的蛋白质复合物群图，并观察每个基因在健康细胞中的样子。与此同时，他还绘制了两种癌细胞中数百种基因突变如何影响蛋白质复合物的图。

这样做带来了巨大的计算挑战。CCMI的合作使该研究小组能够使用先进的数据分析来揭示突变是否影响了蛋白质之间的相互作用，及其影响程度。Ideker说：“这种细节向我们展示了现有药物的效果，或者解释了现有药物为什么无法发挥作用。”

作者说，这些广泛的蛋白质相互作用图最强大的方面是它们可以为许多其他疾病提供同样的启示。例如，他们还在进行类似的研究，研究精神疾病和神经退行性疾病以及传染病中的蛋白质相互作用。

Ideker和Krogan认为CCMI合作是这种方法背后的真正力量来源。“我们不仅在不同的基因和蛋白质之间建立联系，而且在不同的人和不同的学科之间建立联系，”Krogan说。这些合作建立了一个基础设施，使团队能够整合一系列信息，并推动将数据科学应用于复杂疾病的可能性。

Krogan说：“我们完全有能力在各个层面上利用这场变革。我现在很兴奋，我们可以在癌症方面有如此大的突破。”

参考资料：

www.science.org/doi/10.1126/science.abf3066

www.science.org/doi/10.1126/science.abf2911

www.science.org/doi/10.1126/science.abf3067

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。

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